[发明专利]基于光混沌的扩频保密通信系统

说明书

本发明属于光信息技术领域，具体涉及基于光混沌的扩频保密通信系统。包括两个混沌激光器、三个光耦合器、第一电光耦合器光开关、第一光参量放大器、两个阵列波导光栅、第一半导体光放大器、两条光纤、两个光电检测器、两个电放大器和第一相关器。本发明结合了光混沌通信技术与光扩频通信技术，在信号发送端与接收端利用混沌同步产生完全相同的光混沌扩频序列，在发送端将电平信号调制到光混沌信号的功率波形上，在接收端利用同步的本地光扩频信号进行相关解扩，最终实现光混沌扩频保密通信；本发明具有节约成本、性能稳定、误码率低和保密性强的特点。

技术领域

本发明属于光信息技术领域，具体涉及基于光混沌的扩频保密通信系统。

背景技术

随着通信技术的不断发展，信息的高速和安全可靠传输变得越来越重要，直接关乎每个人的切身利益。混沌扩频通信是使用混沌序列代替扩频通信的伪随机序列，由于混沌序列具有类噪声、宽带、相关性好、长期行为不可预测等特点，在激光保密通信领域具有良好的应用前景。利用激光混沌同步技术进行光扩频通信具有成本低、性能稳定、保密性强等特点。

目前，大多数激光混沌通信系统均采用半导体混沌激光器，然而半导体混沌激光器固有的缺陷容易导致有限带宽受限以及激光器时延信息泄露，使得激光混沌通信系统的保密安全性不是很理想。因此，设计一种保密性更强的基于光混沌的扩频保密通信系统就显得十分必要。

例如，申请号为CN201710406274.4的中国发明专利所述的一种基于超宽带扩频混沌载波的通信系统及通信方法，通过采用所述接收装置包括频谱压缩模块，与频谱压缩模块连接的第一光耦合器OC1，所述第一光耦合器OC1输出为两路，一路直接连接混沌同步单元，另一路通过光电转换单元连接混沌同步单元第一连接端；所述发送装置包括混沌外腔激光器，与混沌外腔激光器连接的MZ调制器，与MZ调制器连接的扩频模块；频谱压缩模块与扩频模块参数相反。虽然解决了混沌载波的通信系统存在的保密性低的技术问题，但是其缺点在于由于在接收端无需再对光扩频信号进行相关解扩操作，解密出发送端传送的信息，如果信号在传输途中被截获，容易被解密，整体扩频系统的安全保密性还是有所欠缺。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中，现有的激光混沌通信系统存在信息传输保密安全性较差的问题，提供了一种不仅能够实现光混沌扩频，而且具有节约成本、性能稳定、保密性强的基于光混沌的扩频保密通信系统。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

基于光混沌的扩频保密通信系统，包括第一混沌激光器、第二混沌激光器、第一光耦合器、第二光耦合器、第三光耦合器、第一电光耦合器光开关、第一光参量放大器、第一阵列波导光栅、第二阵列波导光栅、第一半导体光放大器、第一光纤、第二光纤、第一光电检测器、第二光电检测器、第一电放大器、第二电放大器和第一相关器；所述第一混沌激光器、第一光耦合器、第二光纤、第三光耦合器、第二混沌激光器依次连接，构成发送端与接收端的混沌同步链路；所述第一混沌激光器为发送端，所述第二混沌激光器为接收端；所述第一光耦合器、第一电光耦合器光开关、第一光参量放大器、第一阵列波导光栅、第二光耦合器依次连接，用于对混沌信号进行波长转换以及对转换后的光信号进行滤波；所述第一电光耦合器光开关、第一半导体光放大器、第二阵列波导光栅、第二光耦合器依次连接；所述第一光耦合器、第一电光耦合器光开关、第一光参量放大器、第一阵列波导光栅、第一半导体光放大器、第二阵列波导光栅和第二光耦合器构成发送端混沌扩频模块；所述第二光耦合器、第一光纤、第一光电检测器、第一电放大器、第一相关器依次连接，用于完成扩频信号的传输、检测与接收；所述第二混沌激光器、第三光耦合器、第二光电检测器、第二电放大器、第一相关器依次连接，用于实现混沌光信号从光到电的转换以及对接收信号的解扩。

作为优选，所述第一混沌激光器和第二混沌激光器的器件参数相同且混沌同步。

作为优选，所述第一混沌激光器和第二混沌激光器的透明载流子数均为1.6633×10⁸。